方伟丽
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摘要:荷载试验是一项较为常见的公路桥梁检测技术,通过对荷载试验结果的分析和判断,能够确定桥梁运营状况,从而帮助公路桥梁养护单位有效开展各项养护工作。另外,桥梁荷载试验不仅可以有效推动桥梁养护工作的顺利开展,也可以判断公路桥梁安全性,推断桥梁的使用寿命等。简要介绍了荷载试验的分类和试验对象,并深入探究了荷载试验的应用,分析了荷载试验的作用,以期对公路桥梁的养护工作起到参考作用。
关键词:荷载试验;桥梁养护;作用分析
引言
随着经济的飞速发展,道路桥梁建设得到迅速推进。为使得桥梁的工程安全性和工程质量可靠性在其服役期间得到充分保障,需依据相应标准对服役期间桥梁力学性能进行测定评估,荷载试验作为一种十分常见的桥梁检测手段被广泛应用于桥梁检测之中。本研究拟结合桥梁检测中的荷载试验进行详细论述,首先针对荷载试验在桥梁检测中的应用进行了初步论述,并进一步针对其作业过程中的控制要点展开讨论,研究结果对进一步提升桥梁检测质量具有一定的指导意义。
1、荷载试验的分类
1.1动载试验
动载试验是利用某种激振方法激起桥梁结构的振动,并测定其固有频率、动力响应系数等参量,从而判断桥梁结构的整体刚度、动力特性和行车性能等。目前动载试验主要通过行车试验、跳车试验对桥体产生冲击力,从而使桥梁结构产生振动,再通过试验结果分析,测定桥跨结构主要控制截面测点的动挠度时间历程曲线及桥梁跨中的最大动挠度,进而判断公路桥梁是否会在不同外界环境下出现结构的变化,判断桥梁的实际运营状况。
1.2静载试验
静载试验是将静止的荷载作用在桥梁上的指定位置,对结构的静力位移、静力应变、裂缝等参量进行测试,从而对结构在荷载作用下的工作性能及使用能力作出评价。在静载试验过程中中,公路桥梁结构的应力变化和桥梁结构的变形状态是主要的检测内容。检测人员需要对相同情况下的实际检测数据和理论数值进行比对,观察二者之间是否存在偏差,若存在偏差则需要寻找到导致偏差的主要原因。
2、荷载试验对象的选取
一般情况而言,针对服役年限较久的桥梁,应当针对其进行荷载试验测定以评估其服役安全性和工程质量。除此之外,部分新建设桥梁,由于其特的结构要求,也应当针对其进行荷载试验测定,在实际工程中,需进行荷载试验测定的桥梁可大致划分为如下四个类别:以下是需要实施检测几种情况:(1)当被测定桥梁设计资料不完备时,应当针对其进行荷载试验测定;(2)桥梁设计合理性存在较大问题,认为其不符合一般标准时,需进行荷载试验测定;(3)当桥梁建设完成后,服役过程中出现较大病害,被认为对其工程质量产生影响时,需要进行荷载试验测定;(4)当部分桥梁存在特殊的设计要求以及使用要求时,其荷载承载能力需要测定。
3、荷载试验控制要点
3.1荷载试验前期
考虑到实际工程环境的复杂性,一般认为荷载试验环境条件较差。在开展荷载试验前期,为确保荷载试验结果的正确性和合理性,需充分研析实际工程情况,并针对具体实际工程案例制定相应的可靠试验方案,除此之外,还应当结合其工程现场具体情况,将所需试验装置设备等工具进行合理安排,为后续荷载试验的顺利开展提供相应条件。试样方案的合理与否将直接对其最终测定结果产生显著影响,因此,可认为试验方案的科学性和合理性时荷载试验结果正确性的有效保障。除此之外,由于实际操作过程中将面临诸多意外因素,因此,在进行试验方案的设计过程中,应当切实考虑实际工程环境,以期使得整体试验过程效率得到显著提升。除此之外,在进行试验前期应当采用相应数值计算软件以及理论进行荷载试验结果推算,以确保其试验方案的预判性较为合理。
在正式试验之前,应当结合具体实际工程环境进一步对所构建的试验方案进行详细优化变更,于此同时,应当逐步安排相关试验人员以及试验设备入场,以使得后续试验可顺利展开。
3.2荷载试验过程
3.2.1静载试验工作的开展
对于桥梁静载试验来说,其主要是借助于试验来促使结构受力,要确保相关试验处于最佳的控制效果,就应精准地分析荷载的大小,从而确保试验的过程中不会对桥梁结构造成损伤;通常情况下,试验荷载的大小所反映的即是结构的实际受力状况,因此具体试验过程中务必要重点关注相关的数据。该类试验主要是借助于对截面内力的控制来对反映线形,同时采用等效汽车荷载来实施最不利荷载的构造,以得到与之相符的结构响应。通常情况下,试验荷载一般将截面最大内力划分为4级逐步施加。在对加载分级的过程中,车辆荷载应逐步地移入预定的加载位置,接着是各个点位的检测以保障试验的稳定安全。需要注意的是,在加载分级的过程中,务必要切实关注加载过程中其他截面内力的逐步增加,同时还要确保其最大内力处于可控的适宜的区间内。此次开展的静载试验,主要是在等效汽车荷载的执行方法下进行,并在截面影响获得综合分析的基础上有序实施。最后通过理论的精密计算和科学分析,决定使用8辆试验加载车进行该阶段的试验。
3.2.2动载试验
动载试验的主要目的是判断公路桥梁的受力情况及桥梁结构的共振性能,进而得到桥梁的最大承载力、结构强度等关键参数。动载试验的主要内容包括行车试验、跳车试验以及脉动试验三个部分。行车试验是指车辆在公路桥梁上通行时对于公路桥梁梁体所产生的影响。任何车辆在公路桥梁上行驶时,均会对桥梁结构造成不同程度的振动,且车辆的加速过程所产生的振动减弱现象也会影响到桥梁结构。需要注意的是,不同类型的车辆以及不同荷载的车辆所产生的振动效果不尽相同,故荷载试验过程中需要根据公路桥梁荷载等级要求进行检测,如允许通行货车的公路桥梁需要对家用车、货运车进行全面检测;而不允许货车通行的公路桥梁仅需检测一般的家用车即可。跳车试验指的是检测车辆对公路桥梁产生冲击作用,激起桥梁的竖向振动,进而确定桥梁跨中的最大动挠度。在跳车试验过程中,需要让车辆从距离桥面一定高度的跳板上启动,一般高度为15cm左右,并对车辆落地时所产生的冲击力、桥梁结构出现的振动力以及振动力的衰减情况进行检测,进而判断公路桥梁在面对不同冲击力时的振动特性。
3.3荷载试验结果处理
在荷载试验开展完毕后,应当及时对其所获取的试验数据进行规范化处理分析。通常而言,需确保其最终试验结果以及结论明了简洁,可直接应用于桥梁健康状态的判断之中。在对其试验结果进行分析的过程中,需依据实际测定获取的数据进行详细分析,并依据相应规范以及标准对桥梁健康状态做出定性评价。除此之外,针对试验数据进行处理时,应当遵循及时原则,在数据获取完毕后,便应当立即对其进行分析处理,以避免数据丢失所带来的损失。在此之后,应当结合所有测定数据给出相应的评价报告。
结束语
因此,公路桥梁荷载试验对保障人民生命的安全,减少重大责任事故的发生,提高陆运交通的安全性,有着重大的战略意义。公路桥梁是联结公路基础设施的重要纽带,只有公路桥梁的安全得到保障,国家经济发展的道路才会畅通无阻。
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